자료 분석은 6대의 적외선 카메라에서 촬영된 영상의 좌표화,3차원 좌표값의 계산과 스무딩,그리고 기타 각종 분석을 위해 Kwon3D XP 프로그램을 사용하 였다.기준좌표계는 진행방향을 y축,지면에 대해 수직 방향을 z축,좌우 방향을 x축으로 각각 설정하였다.자료분석 흐름도는 <그림 Ⅲ-9>와 같다.
그림 Ⅲ-9.자료분석 흐름도
1.통제점 및 인체분절 중심점의 좌표화
통제점 좌표화는 동작 시작 위치의 왼쪽 하단에 있는 기준점으로 좌표화한 후 통제점 기준점에 총 24개의 통제점을 순서대로 좌표화 하였다.인체 관절 은 대상자에게 부착된 해부학적 마커정보를 이용하여 발목관절(ankle joint), 무릎관절(kneejoint)의 관절과 발(foot),하퇴(shank),대퇴(thigh),골반(pelvis) 의 4개 분절을 강체로 모델링하였으며,인체분절 지수(BodySegmentParamenters) 는 Plagenhoef,Evans& Abdelnour(1983)의 자료를 사용하였다.이때 각 관절 의 중심점을 위치를 찾기 위하여 촬영된 영상을 통해 고관절 중심점은 Tylkowsky 방식(Tylkowski,Simon & Mansour,1982)을 사용하였고(그림 Ⅲ-10),무릎관 절 과 발목관절은 mid-point(secondary point)방식으로 관절중심을 설정하였다 (그림 Ⅲ-11).
그림 Ⅲ-10.고관절 중심점 그림 Ⅲ-11.무릎관절 중심점
대퇴회전각을 산출하기 위한 지역좌표계는 분절의 전후축 방향을 Y축,각 분절 의 원위분절부터 근위분절로의 종축 방향을 Z축,두 벡터의 외적인 좌우축 방향 을 X축으로 설정하였다(그림 Ⅲ-12).
그림 Ⅲ-12.인체분절 좌표계
-전상장골극(AnteriorSuperiorIliacSpine,ASIS) -천골(Sacrum)
-대퇴 외측 중간(Midlateralthigh) -대퇴 외측상과(LateralCondyleoffemur) -대퇴 내측상과(MedicalCondyleoffemur) -하퇴 외측 중간(Midlateralshank) -외과(LateralMalleolus)
-내과(MedialMalleolus) -뒤꿈치(Heel)
-발가락(Toe)
2.3차원 좌표 계산
영상 분석에서는 통제점 및 인체관절의 중심점의 좌표화와 동조를 거쳐 Abdel-AzizKarara(1971)의 일차선형변환방법(DLT :DirectLinearTransformation method)을 이용해 3차원 좌표를 계산하였다.노이즈(nosie)를 제거하기 위하여 저역 통과 필터(lowpassfilter)방법으로 스무딩을 하였으며,차단 주파수는 6Hz 로 설정하였다(Ford 등,2003).자료에 대한 평활화(smoothing)는 Kwon3D XP 프로그램을 사용하였다.
3.주요변인 산출방법
영상 분석을 통하여 얻은 관절 및 분절 중심점의 위치정보와 지면반력기를 통 해 얻은 지면반력을 이용하여 각도,각속도,관절모멘트,관절파워 등을 계산하였 으며 주요한 변인에 대한 산출방법은 다음과 같다.
a)각도와 각속도
본 연구에서 각도는 발목관절,무릎관절에 대하여 각 관절의 굴곡 및 신전각을 산출하였으며,이러한 관절각에 대하여 각속도를 계산하였다.각 관절각은 각도 를 구성하는 두벡터의 내적을 통해 이용하여 구하였다.즉,내적의 정의에 의해 두 벡터 가 이루는 각 θ는
cos ∙
∙
∙
로 정의 되므로 계산된
cosθ의 값을 x라 하면 cos χ 로 구한다.
b)무릎관절각의 계산
발의 분절 벡터 foot 와 하퇴의 부적 분절 벡터 -shank 이 이루는 각도
cos ∙
∙
c)무릎관절각의 계산
하퇴의 분절 벡터 와 대퇴의 부적 분절 벡터
가 이루는 각도
cos ∙
∙
각 관절의 각속도는 위에서 구한 관절각에 대하여 스플라인 함수 이용하여 일차 미적분해 각속도를 구하였다.
d)무릎관절 모멘트
무릎관절의 회전력은
∙ × ×
(Tknee:무릎관절의 관절합회전력,Ishank:하퇴의 중심에 대한 관성모멘트,αshank :하퇴의 각가속도,Tankle:발목관절의 관절회전력,rshank-ankle:하퇴의 중심에서 발목관절까지의 변위,Fankle:발목관절의 관절반력,rshank-knee:하퇴중심에서 무 릎관절까지의 변위,Fknee:무릎관절의 관절반력)로 계산된다.본 연구의 관절모 멘트는 Kwon3dXP프로그램을 통해 계산되는 값을 산출하였으며,결과 값의 표 준화를 위해 체중(kg)으로 나누었다.
e)무릎관절 파워( power )
무릎관절의 파워는
∙ ∙
∙ ∙ ∙ (:관절주변 근 육군의 파워, :관절합력, :관절이 움직인 거리, :관절합회전력, :관 절이 움직인 각도, :관절의 속도, :관절의 각속도)로 산출하였으며,결과 값의 표준화를 위해 체중(kg)으로 나누었다.
f )부하율
부하율의 계산 공식은 다음과 같다(채원식 등,2009).
부하율(lordingrate%)(N/sec)=(P1-F20+)/(T1-T20+)
·P1:착지 시 발생하는 최대수직지면반력값(N)
·F20+:P1발생 전 수직지면반력이 20N 값을 넘어선 최초의 수직지면반력 값(N)
·T1:P1발생한 시간(sec)
·T20+:F20+이 발생한 시간(sec)
g)비복근/ 대퇴직근 근비율( Gast r ocne mi us/ Rec t usf e mor i sr at i o)
실험을 통해서 얻어진 근전도(raw EMG)를 10Hz의 차단 주파수(cutoff frequency)로 필터링(low-passfiltering sing pass,second orderButterworth) 하였다. 측정 구간은 지면 착지(F20+)에서 최대무릎굴곡각도까지의 landing phase와 최대수직점프 시 최대무릎 굴곡각에서 발끝이 지면에 떨어지는 구간의 적분 근전도(IEMG)를 산출한 후 계산하였다.G/R ratio은 아래 공식과 같이 계 산하였다.
대퇴직근
비복근
×
4.통계처리
본 연구는 세 가지 발목테이핑 유형에 따라 드롭랜딩 시 발목관절과 무릎관절 의 다양한 운동역학적 변인에 어떠한 차이가 있는지를 조사하는 것이다.이를 위 한 구체적인 통계처리 방법은 다음과 같으며 유형간 차이를 알아보기 위한 일원 변량분석(Oneway-ANOVA),변인들의 상관관계를 알아보기 위한 Pearson적률 상관분석을 실시하였으며,일원변량분석에서 유의차를 나타낸 변인을 독립변인으 로, 무릎관절모멘트를 종속변인으로 하는 단순 회귀분석(simple regression analysis)을 실시하였다.이때 근전도(EMG)데이터의 개인차를 고려해 z점수가 3.0보다 큰 값을 제외한 값을 이용해 평균과 표준 편차를 구하였다.모든 통계적 방법은 SPSS 18.0프로그램을 이용하였으며 유의수준은 p<.05로 설정하였다.
I V.연구결과
본 연구는 테이핑 유형에 따라 운동수행능력과 드롭랜딩 시 하지의 운동역학 적 변인에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보았다.본 장에서는 테이핑 유형에 따 른 하지의 운동역학적 변인과 운동수행능력의 연구결과를 제시하였으며,결과 값 은 피험자 7명이 각 유형에 따라 2회 동작,총 14trial의 평균값으로 제시하였다.